Les cellules communiquent entre elles un peu comme le font les humains. Cela permet aux organes de fonctionner de manière synchrone, ce qui leur permet à leur tour d'effectuer une gamme remarquable de tâches. L'un de ces moyens de communication est via les nanotubes à effet tunnel (TNT). Dans un article publié dans Communication Nature , des chercheurs de l'Institut Pasteur dirigés par Chiara Zurzolo ont utilisé des techniques d'imagerie avancées pour étudier la structure de ces nanotubes, et rapporte que les résultats remettent en cause le concept même de cellule.

Comme leur nom l'indique, Les TNT sont de minuscules tunnels qui relient deux ou plusieurs cellules et permettent le transport de nombreux types de marchandises entre elles, y compris les ions, virus et organites entiers. Des recherches antérieures menées par la même équipe ont révélé que les TNT sont impliqués dans la propagation intercellulaire des protéines amyloïdes pathogènes impliquées dans les maladies d'Alzheimer et de Parkinson. Cela a conduit les chercheurs à proposer qu'ils servent de voie majeure pour la propagation des maladies neurodégénératives dans le cerveau et représentent donc une nouvelle cible thérapeutique pour arrêter la progression de ces maladies incurables. Les TNT semblent également jouer un rôle majeur dans la résistance du cancer au traitement. Mais comme les scientifiques en savent encore très peu sur les TNT et comment ils se rapportent ou diffèrent d'autres protubérances cellulaires telles que les filopodes, ils ont décidé de poursuivre leurs recherches pour traiter en profondeur ces minuscules connexions tubulaires.

Le dogme des unités cellulaires remis en cause

Une meilleure compréhension de ces minuscules connexions tubulaires est donc nécessaire, car les TNT pourraient avoir d'énormes implications sur la santé et les maladies humaines. Aborder ce problème a été très difficile en raison de la nature fragile et transitoire de ces structures, qui ne survivent pas aux techniques microscopiques classiques. Afin de surmonter ces obstacles, les chercheurs ont combiné diverses approches de microscopie électronique de pointe, et des TNT imagés à des températures inférieures au point de congélation.

En utilisant cette stratégie d'imagerie, ils ont pu déchiffrer la structure des TNT de manière très détaillée. Spécifiquement, ils montrent que la plupart des TNT - précédemment montrés comme des connexions uniques - sont, En réalité, composé de plusieurs plus petits, nanotubes individuels à effet tunnel (iTNT). Leurs images montrent également l'existence de fils minces qui relient les iTNT, ce qui pourrait servir à augmenter leur stabilité mécanique. Ils démontrent la fonctionnalité des iTNTs en montrant le transport des organites en utilisant l'imagerie time-lapse. Finalement, les chercheurs ont utilisé un type de microscopie connu sous le nom de FIB-SEM pour produire des images 3D avec une résolution suffisante pour identifier clairement que les TNT sont ouverts aux deux extrémités, et ainsi créer une continuité entre deux cellules. "Cette découverte remet en question le dogme des cellules en tant qu'unités individuelles, montrant que les cellules peuvent s'ouvrir aux voisins et échanger des matériaux sans barrière membranaire, " explique Chiara Zurzolo.

Une nouvelle étape dans le décodage de la communication de cellule à cellule

En appliquant un flux de travail d'imagerie qui améliore et évite les limitations précédentes des outils existants utilisés pour étudier l'anatomie des TNT, les chercheurs ont fourni la première description structurelle des TNT. Surtout, ils démontrent qu'il s'agit de nouveaux organites cellulaires avec une structure définie, très différent des protubérances cellulaires connues. « La description de la structure permet de comprendre les mécanismes impliqués dans leur formation et permet de mieux comprendre leur fonction de transfert de matière directement entre le cytosol de deux cellules connectées, " dit Zurzolo. De plus, cette stratégie, qui préserve ces structures délicates, sera utile pour étudier le rôle que jouent les TNT dans d'autres conditions physiologiques et pathologiques

Ce travail est une étape essentielle vers la compréhension de la communication de cellule à cellule via les TNT et jette les bases d'investigations sur leurs fonctions physiologiques et leur rôle dans la propagation des agents pathogènes, y compris les virus, bactéries et protéines mal repliées.